Der Siegauen-Tunnel ist ein zweigleisiges Eisenbahnbauwerk der Schnellfahrstrecke Köln–Rhein/Main bei Siegburg und Sankt Augustin. Mit einer Länge von 2.502 Metern gehört er zu den markanten Ingenieurbauwerken der Neubaustrecke. Seine Trasse führt von der Siegaue durch die Niederung der Sieg, unter dem Ortskern von Niederpleis und der Bundesautobahn A 560 hindurch bis in die Pleisbachaue. Nördlich und südlich schließen sich 491 beziehungsweise 463 Meter lange Trogbauwerke an. Die eigentliche Tunnelröhre ist 12,30 Meter breit und rund acht Meter hoch.

Die besondere Herausforderung des Bauwerks liegt in seiner Lage: Die Strecke quert nicht nur einen Flusslauf, sondern verläuft zugleich durch geologisch und hydrologisch anspruchsvolle Böden. Der Tunnel liegt im Übergangsbereich von Kölner Bucht und Mittelrheingebiet. Unterhalb von Auffüllungen folgen quartäre Kiese und Sande sowie tertiäre Tone und Schluffe. Das Grundwasser steht in enger Verbindung mit dem Wasserstand der Sieg.

Der überwiegende Teil des Tunnels wurde in offener Bauweise hergestellt. Ein rund 370 Meter langer Abschnitt unter dem Ortskern von Niederpleis entstand dagegen bergmännisch. Hier unterquert die Röhre unter anderem die Kirche St. Martinus und das Gemeindezentrum mit einer Überdeckung von lediglich etwa 14 Metern. Vor dem bergmännischen Vortrieb wurde ein 355 Meter langer Pilotstollen mit einem Durchmesser von 2,8 Metern hergestellt. Für den Hauptvortrieb kam ein Ulmenstollenvortrieb mit vorauseilender Sicherung zum Einsatz. Die Innenschale wurde anschließend aus wasserdichtem Ortbeton ausgeführt.

Auch die Querung der Sieg erforderte ein aufwendiges Bauverfahren. Für die Herstellung des etwa 50 Meter langen Querungsbereichs wurde der Fluss auf einer Länge von rund 150 Metern vorübergehend in ein künstliches Bett verlegt. Nach Abschluss der Arbeiten wurde der ursprüngliche Flusslauf wiederhergestellt; das provisorische Bett wurde dabei in die weitere Gestaltung des Gewässerabschnitts einbezogen.

Der Bau begann 1998 und wurde im Jahr 2000 abgeschlossen. Insgesamt wurden rund 175.000 Kubikmeter Beton und 19.000 Tonnen Bewehrungsstahl verbaut; etwa 750.000 Kubikmeter Boden wurden ausgehoben. Die Gleise liegen auf einer festen Fahrbahn, die im Tunnel Geschwindigkeiten bis 300 km/h ermöglicht. Damit verbindet der Siegauen-Tunnel eine zurückhaltende städtebauliche Präsenz an der Oberfläche mit einer technisch hochkomplexen Infrastruktur im Untergrund.